(57)【要約】【課題】エンジンの可変動弁装置において、バルブリフト量を変更するために、ロッカシャフトと三次元カムとの接触部位のみを支持した第二のロッカアームとを移動させ、適正な制御をして燃費を向上し、また、ロッカシャフトを移動させるだけで、三次元カムとの接触位置が変更させ、各気筒毎に移動させるための専用の機構を別途に不要とし、構成を簡単にし、廉価とすることにある。【解決手段】バルブリフト量変更手段は、ロッカシャフトに回転自在に支持され且つ複数のバルブと常時接している第一のロッカアームと、ロッカシャフトに固定され且つ三次元カムと接しているローラを回転自在に支持している第二のロッカアームとから構成されている。【選択図】図１
2005061341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムが備えられたカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに設け、前記カムシャフトと平行にロッカシャフトを配設し、前記エンジンの運転条件に応じて前記ロッカシャフトを軸方向に変位させるロッカシャフト駆動手段を設け、前記ロッカシャフトの軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるバルブリフト量変更手段を設けたエンジンの可変動弁装置において、前記バルブリフト量変更手段は、前記ロッカシャフトに回転自在に支持され且つ複数のバルブと常時接している第一のロッカアームと、前記ロッカシャフトに固定され且つ前記三次元カムと接しているローラを回転自在に支持している第二のロッカアームとから構成されていることを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
【請求項２】
前記バルブリフト量変更手段は、前記第一のロッカアームをＣ字状に形成し、このＣ字状の第一のロッカアームと前記ロッカシャフトとによって囲まれる空間に前記第二のロッカアームを配設して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの可変動弁装置。
【請求項３】
前記第二のロッカアームは、前記ロッカシャフトに移動規制手段によって固定されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの可変動弁装置。
【請求項４】
カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムが備えられたカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに設け、前記カムシャフトと平行にロッカシャフトを配設し、前記エンジンの運転条件に応じて前記ロッカシャフトを軸方向に変位させるロッカシャフト駆動手段を設け、前記ロッカシャフトの軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるバルブリフト量変更手段を設けたエンジンの可変動弁装置において、前記バルブリフト量変更手段は、前記ロッカシャフトに回転自在に支持され且つ複数のバルブと常時接している第一のロッカアームと、前記ロッカシャフトに固定され且つ前記三次元カムと接しているローラを回転自在に支持している第二のロッカアームとから構成され、前記第一のロッカアームをＣ字状に形成し、このＣ字状の第一のロッカアームと前記ロッカシャフトとによって囲まれる空間に前記第二のロッカアームを配設し、前記第一のロッカアームは第一の支持部と第二の支持部とバルブ支持部とから構成され、前記第一の支持部の幅は前記第二の支持部の幅よりも小さく形成され、前記第一の支持部は前記三次元カムのバルブリフトが行われない形状を備えた側に形成され、前記第二の支持部は前記三次元カムの最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状を備えた側に形成され、前記ローラのロッカシャフト軸方向移動量において、前記三次元カムのカムプロフィールの軸方向中心からバルブリフトが行われない形状側への移動量が、前記三次元カムのカムプロフィールの軸方向中心から最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状側への移動量よりも大きく設定されたことを特徴とするエンジンの可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの可変動弁装置に係り、特に三次元カムによってバルブリフト量を可変させるエンジンの可変動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両には、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムが備えられたカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに設け、このカムシャフトと平行にロッカシャフトを配設し、エンジンの運転条件に応じてロッカシャフトを軸方向に変位（スライド）させるロッカシャフト駆動手段を設け、ロッカシャフトの軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるバルブリフト量変更手段を設け、そして、三次元カムとバルブ軸（バルブステムの中心）とを相対的にスライドさせてバルブリフトカーブを連続的に可変するエンジンの可変動弁装置を設置しているものがある。つまり、バルブリフト量を可変してエンジン性能を向上するエンジンの可変動弁装置においては、バルブリフト量をカムシャフトの軸方向に徐々に変化させた三次元カムを用いて、この三次元カムとバルブ軸（バルブステムの中心）とを相対的にスライドさせて、バルブリフトカーブを連続的に可変している。
【０００３】
エンジンの可変動弁装置には、ロッカアームに設けた軸にローラを回転自在に支持し、このローラをカム軸方向にカムプロフィールの変化する三次元カムに接触させ、前記ローラを前記軸の軸心方向に移動可能に支持し、カムシャフトを軸方向に固定して、ロッカアームをボールベアリング及び油圧付勢手段の油圧によって移動させたものがある。
また、エンジンの可変動弁装置には、互いにカムプロフィールの異なる複数のカムをカムシャフトに並設し、揺動部材の当接部をカムシャフトの軸方向に沿って前記各カムの並設範囲で移動可能に支持し、当接するカムを変更する駆動手段を設け、カムシャフトを軸方向に固定して、ロッカアームをボールベアリング及び油圧付勢手段の油圧によって移動させたものがある。
更に、エンジンの可変動弁装置には、カムプロフィールを軸方向に連続的に変化させた立体カム（三次元カム）を備えたカムシャフトと、このカムシャフトを軸方向へ連続的に変位させる変位装置と、立体カムのカムプロフィールに基づいて揺動して隣り合う二つのバルブを同時に開閉するスイングアーム又はロッカアームを備え、このアームには、立体カムの回転に伴う接触線角度の変化に追従しながら立体カムに接触する追従接触部付ローラ機構と、二つのバルブの端部を押圧する雄ねじ付ピンとを設けたものがある。
更にまた、エンジンの可変動弁装置には、カムプロフィールを軸方向に変化させた立体カム（三次元カム）を有するカムシャフトと、エンジンの運転条件（状態）に応じてカムシャフトを軸方向へ変化させる駆動手段とを備え、複数の弁に当接する部位を持つロッカアームをエンジン本体に対して揺動自在に設け、立体カムに転接するローラフォロワを回転自在に支持するサブロッカを設け、ロッカアームに対してサブロッカを揺動自在に支持する手段を設け、ローラフォロワを介して立体カム等の偏摩耗を防止しつつ、フリクションを低減するものがある。
【特許文献１】実開昭６０−６５３０７号公報
【特許文献２】実開平３−１２２２０８号公報
【特許文献３】特開平１０−１８８２３号公報
【特許文献４】特開平５−１８２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来、エンジンの可変動弁装置においては、上記の特許文献１、２のように、カムシャフトを軸方向に固定して、ロッカアームをボールベアリングや油圧付勢手段の油圧等によって移動させる構造の場合には、油圧回路やスプリングが必要となり、構造が複雑になるという不都合があった。また、上記の特許文献３、４のように、三次元カムを軸方向に移動し、一体型ロッカアームで２つのバルブを同時に駆動する場合に、カムシャフトを軸方向移動させるが、カムシャフトを回転させながら、且つ軸方向の移動量を制御するのは、バルブリフト量を変更するときの駆動力が大きくなり、不要なエネルギ損失が増加し、制御が不適正となって燃費が低下するという不都合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カムが備えられたカムシャフトをエンジンのシリンダヘッドに設け、前記カムシャフトと平行にロッカシャフトを配設し、前記エンジンの運転条件に応じて前記ロッカシャフトを軸方向に変位させるロッカシャフト駆動手段を設け、前記ロッカシャフトの軸方向への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるバルブリフト量変更手段を設けたエンジンの可変動弁装置において、前記バルブリフト量変更手段は、前記ロッカシャフトに回転自在に支持され且つ複数のバルブと常時接している第一のロッカアームと、前記ロッカシャフトに固定され且つ前記三次元カムと接しているローラを回転自在に支持している第二のロッカアームとから構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明のエンジンの可変動弁装置においては、バルブリフト量変更手段を、ロッカシャフトに回転自在に支持され且つ複数のバルブと常時接している第一のロッカアームと、ロッカシャフトに固定され且つ三次元カムと接しているローラを回転自在に支持している第二のロッカアームとから構成していることから、バルブリフト量を変更するために、カムシャフトを軸方向に移動する代わりに、ロッカシャフトと、三次元カムとの接触部位のみを支持した第二のロッカアームとが移動するように構成されているので、構成を簡単にして、バルブリフト量を変更するときの駆動力を少なくすることが可能となり、不要なエネルギ損失を減少し、適正な制御をして燃費を向上するとともに、動弁系の信頼性を向上し、また、三次元カムと接しているローラを備えた第二のロッカアームを移動させるために、第二のロッカアームが固定されているロッカシャフトを移動させるだけで、三次元カムとの接触位置が変更できるので、各気筒毎に移動させるための専用の機構を別途に不要とし、構成を簡単にし、廉価とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明は、バルブリフト量を変更するときの駆動力を少なくするという目的を、ロッカアームの構成を簡単にして行うものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１〜２０は、この発明の第１実施例を示すものである。図１１〜１６において、２は車両（図示せず）に搭載される多気筒用（４気筒：♯１、♯２、♯３、♯４）のエンジン、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はシリンダヘッドカバー、１０は可変動弁装置である。エンジン２は、一気筒当たり、吸気側が二つのバルブで且つ排気側が二つのバルブが設けられた４バルブの構成である。
【０００９】
シリンダヘッド６には、図１１、図１２、図１６に示す如く、各気筒毎で、吸気側の吸気側壁１２−１に吸気側ポート１４−１が夫々形成されているとともに、排気側の排気側壁１２−２に排気側ポート１４−２が夫々形成され、また、下面に吸気側ポート１４−１及び排気側ポート１４−２に連通可能な燃焼室１６が夫々形成され、更に、吸気側壁１２−１と排気側壁１２−２とを各端部位で連設する前側壁１２Ｆと後側壁１２Ｒとが設けられている。また、シリンダヘッド６の吸気側壁１２−１には、各気筒毎で、各吸気側ポート１４−１に対応した燃料噴射弁１８が夫々取り付けられている。これら各燃料噴射弁１８には、吸気側で、エンジン前後方向（長手方向）に指向した燃料デリバリパイプ２０が取り付けられている。更に、シリンダヘッド６の上部には、図１２、図１３に示す如く、各気筒毎で、燃焼室６に臨む点火栓２２と、この点火栓２２を覆う点火栓用パイプ２４とが夫々取り付けられている。
【００１０】
また、シリンダヘッド６の上部には、図１６に示す如く、幅方向に指向し且つ各気筒間で所定間隔に配置させた複数（５つ）のシャフト支持機構２６によって軸支された吸気側ポート１４−１側の吸気側カムシャフト２８−１と排気側ポート１４−２側の排気側カムシャフト２８−２とがエンジン前後方向（長手方向）に指向して並設されている。シャフト支持機構２６は、図１１、１２に示す如く、シリンダヘッド６の上面に立設した第１カムシャフトハウジング３０と、吸気側カムシャフト２８−１及び排気側カムシャフト２８−２を挟むようにして第１カムシャフトハウジング３０に立設された第２カムシャフトハウジング３２とからなり、上方からの複数のハウジング固定ボルト３４でシリンダヘッド６上に固定され、吸気側カムシャフト２８−１と排気側カムシャフト２８−２とを軸方向移動不可能（軸方向固定）且つ回転自在に軸支している。エンジン後方Ｒ側のシャフト支持機構２６の第１カムシャフトハウジング３０には、図１６に示す如く、エンジン後方Ｒ側に延長した吸気側延設部３６−１と排気側延設部３６−２とが一体的な後部ハウジング３８が連設されている。
【００１１】
前記各カムシャフト２８には、カムプロフィールを軸方向に変化させた三次元カム４２が夫々備えられている。
【００１２】
即ち、吸気側カムシャフト２８−１には、図１１、図１３、図１５、図１６に示す如く、エンジン前方Ｆ側の端部位に吸気側スプロケット４０−１が取り付けられているとともに、各気筒の位置に対応して、４つの吸気側三次元カム４２−１が一体的に設けられている。また、排気側カムシャフト２８−２には、吸気側カムシャフト２８−１と同様に、エンジン前方Ｆ側の端部位に排気側スプロケット４０−２が取り付けられているとともに、各気筒の位置に対応して、４つの排気側三次元カム４２−２が一体的に設けられている。吸気側スプロケット４０−１と排気側スプロケット４０−２とには、タイミングチェーン（図示せず）が巻き掛けて設けられる。
【００１３】
吸気側三次元カム４２−１は、図１に示す如く、カムプロフィールを軸方向に変化させたものであり、吸気側カムシャフト２８−１が軸方向変位不可能（スライド不可能）にシリンダヘッド６に設けられていることから、軸方向変位（スライド）せず、吸気カムシャフト２８−１の回転に伴う回転運動のみ行うものである。つまり、この吸気カムシャフト２８−１は、図１に示す如く、カム面としての平坦面４２Ａと傾斜面４２Ｂとを備え、吸気側三次元カム４２−１のバルブリフト量を最も大きくすることが可能なカムプロフィール側、つまり、最大カムリフト部４２−１Ｆがエンジン前方Ｆ側に配置され、且つ、バルブリフト量が零となる最小カムリフト部４２−１Ｒがエンジン後方Ｒ側に配置され、シリンダヘッド６に対して軸方向変位不可能で且つ回転自在に軸支して設けられる。
【００１４】
なお、排気側三次元カム４２−２は、前記吸気側三次元カム４２−１と同様に構成されているので、ここでは、その説明を省略する。
【００１５】
シリンダヘッド６には、図９、図１０に示す如く、各気筒毎で、吸気側ポート１４−１と燃焼室１６とを連通・非連通する２つの吸気側バルブ４４−１・４４−１が設けられているとともに、排気側ポート１４−２と燃焼室１６とを連通・非連通する２つの排気側バルブ４４−２・４４−２が設けられている。
【００１６】
図１１に示す如く、吸気側バルブ４４−１は、シリンダヘッド６に固定した吸気側バルブガイド４６−１によって軸方向移動可能に保持されている。この吸気側バルブ４４−１には、先端側に取り付けた吸気側リテーナ４８−１とシリンダヘッド６の吸気側スプリングシート部５０との間で弾圧された吸気側スプリング５２−１が嵌装して設けられている。また、排気側バルブ４４−２は、シリンダヘッド６に固定した排気側バルブガイド４６−２によって軸方向移動可能に保持されている。この排気側バルブ４４−２には、先端側に取り付けた排気側リテーナ４８−２とシリンダヘッド６の排気側スプリングシート部５０−２間で弾圧された排気側スプリング５２−２が嵌装して設けられている。
【００１７】
また、各シャフト支持機構２６の第１カムシャフトハウジング３０には、図１１〜１５に示す如く、吸気側カムシャフト２８−１及び排気側カムシャフト２８−２と平行で且つ該吸気側カムシャフト２８−１及び排気側カムシャフト２８−２よりも内側（シリンダ中心側）に、吸気側ロッカシャフト５４−１及び排気側ロッカシャフト５４−２が軸方向変位可能（スライド可能）且つ回転不可能に支持されている。
【００１８】
吸気側カムシャフト２８−１の吸気側三次元カム４２−１と吸気側バルブ４４−１の先端との間には、吸気側バルブリフト量変更手段５６−１が設けられる。また、排気側カムシャフト２８−２の排気側三次元カム４２−２と排気側バルブ４４−２の先端との間には、排気側バルブリフト量変更手段５６−２が設けられる。
【００１９】
吸気側バルブリフト量変更手段５６−１は、図５〜８に示す如く、吸気側ロッカアーム５８−１を２分割した第一の吸気側ロッカアーム６０−１と第二の吸気側ロッカアーム６２−１とから構成され、吸気側ロッカシャフト５４−１の軸方向移動（スライド）への変位量に応じてバルブリフト量を変化させるものである。第一の吸気側ロッカアーム６０−１は、吸気側ロッカシャフト５４−１に回転自在に支持され且つ複数（２つ）の吸気側バルブ４４−１・４４−２と常時接している。第二の吸気側ロッカアーム６２−１は、吸気側ロッカシャフト５４−１に固定され且つ吸気側三次元カム４２−１と接している吸気側ローラ６４−１を回転自在に支持している。
【００２０】
第一の吸気側ロッカアーム６０−１は、基端側が第一の支持部である吸気側一方支持部６６−１及び第二の支持部である吸気側他方支持部６８−１と、この吸気側一方支持部６６−１と吸気側他方支持部６８−１との各先端側を連結して吸気側ロッカシャフト５４−１と平行な吸気側バルブ支持部７０−１とでＣ字形状に構成されているとともに、両端側の隣接する各シャフト支持機構２６間に挟持され、吸気側ロッカシャフト５４−１が軸方向変位（スライド）しても軸方向変位（スライド）しないように保持されるが、吸気側ロッカシャフト５４−１を中心にして揺動運動のみを行うものである。第二の吸気側ロッカアーム６２−１は、図１に示す如く、Ｃ字形状の第一の吸気側ロッカアーム６０−１と吸気側ロッカシャフト５４−１との間に形成された吸気側アーム空間７２−１内に配設されている。
【００２１】
また、図１に示す如く、第一の吸気側ロッカアーム６０−１においては、第一の支持部である吸気側一方支持部６６−１は、吸気側カム４２−１のバルブリフトが行われない形状を備えた側に、つまり、吸気側三次元カム４２−１の最小カムリフト部４２−１Ｒ側に配設され、また、第二の支持部である吸気側他方支持部６８−１は、吸気側カム４２−１の最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状を備えた側に、つまり、吸気側三次元カム４２−１の最大カムリフト部４２−１Ｆ側に配設されている。この場合、吸気側一方支持部６６−１の幅Ｗ１は、吸気側他方支持部６８−１の幅Ｗ２よりも小さく形成されている。
【００２２】
図２〜図４に示す如く、吸気側ローラ６４−１のロッカシャフト軸方向移動量においては、吸気側ローラ６４−１の中心６４Ｃの吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心（中立軸）４２Ｃからバルブリフトが行われない形状側への移動量Ｌ１が、吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心４２Ｃから最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状側への移動量Ｌ２よりも大きく設定されている。
【００２３】
このように、第一の吸気側ロッカアーム６０−１の第一の支持部である吸気側一方支持部６６−１の幅Ｗ１を第二の支持部である吸気側他方支持部６８−１の幅Ｗ２よりも小さく形成したり、吸気側ローラ６４−１の吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心（中立軸）４２Ｃからバルブリフトが行われない形状側への移動量Ｌ１を吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心４２Ｃから最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状側への移動量Ｌ２よりも大きく設定するのは、以下の理由からである。
【００２４】
即ち、図１８、図２０に示す如く、バルブリフトが零付近及びバルブリフトが最大付近では、吸気側ローラ６４−１と吸気側三次元カム４２−１との間の荷重を比較した場合に、Ｆａ＜Ｆｂとなり、吸気側ローラ６４−１の中心（中立軸）６４Ｃからの距離ａ、ｂを、ａ＝ｂに設定すると、第一の吸気側ロッカアーム６０−１が受けるモーメントが、Ｍａ＝Ｆａ＊ａ、Ｍｂ＝Ｆｂ＊ｂであり、Ｍａ＜Ｍｂとなり、従って、最大リフト時には、比較的大きなモーメントＭｂが生じ、不具合を招く可能性がある。
【００２５】
そこで、この実施例においては、上記の不具合を解消するように、第一の吸気側ロッカアーム６０−１において、吸気側一方支持部６６−１の幅Ｗ１＜吸気側他方支持部６８−１の幅Ｗ２に設定し、また、吸気側ローラ６４−１においては、吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心（中立軸）４２Ｃからバルブリフトが行われない形状側への移動量Ｌ１＞吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心４２Ｃから最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状側への移動量Ｌ２に設定することにより、Ｍａ＜Ｍｂだったモーメントを、Ｍａ＝Ｍｂに近づけて、第一の吸気側ロッカアーム６０−１の必要剛性量の低下（荷重による変形量の低下）を図り、つまり、吸気側ロッカアーム５８−１の剛性が小さくても変形量を小さくし、また、第二の支持部である吸気側他方支持部６８−１Ｒへの荷重のバランスを良くして、第一の吸気側ロッカアーム６０−１の吸気側他方支持部６８−１の潤滑性能の向上を図ることができるものである。
【００２６】
図５〜８に示す如く。吸気側バルブ支持部７０−１には、２つの吸気側バルブ４４−１・４４−１と連絡するように、下端側が吸気側バルブ４４−１・４４−１の先端に接する吸気側アジャスタスクリュ７４−１・７４−１が設けられ、また、この吸気側アジャスタスクリュ７４−１・７４−１の上端側に吸気側ナット７６−１・７６−１が螺着されている。この吸気側アジャスタスクリュ７４−１と吸気側ナット７６−１とは、吸気側バルブ４４−１のバルブクリアランスを調整可能なものである。
【００２７】
吸気側ロッカシャフト５４−１には、図５〜７に示す如く、第二のロッカアーム６２−１が固定される。この第二のロッカアーム６２−１は、吸気側ロッカシャフト５４−１に固定された吸気側ボス部７８−１、この吸気側ボス部７８−１に接続して吸気側ロッカシャフト５４−１と直交方向に指向する吸気側一方保持部８０−１及び吸気側他方保持部８２−１とからなる。吸気側ボス部７８−１は、吸気側移動規制手段８４−１によって吸気側ロッカシャフト５４−１に固定される。この吸気側移動規制手段８４−１は、吸気側ロッカシャフト５４−１の外周面に形成した吸気側溝８６−１・８６−１に嵌着されて吸気側ボス部７８−１の両側の一対の吸気側ワッシャ８８−１・８８−１及び吸気側Ｅリング９０−１・９０−１からなる。吸気側一方保持部８０−１及び吸気側他方保持部８２−１の先端側は、吸気側ローラシャフト９２に回転・摺動可能に設けられる。この吸気側ローラシャフト９２は、軸方向に摺動可能な吸気側一方保持部８０−１と吸気側他方保持部８２−１との間で挟持された吸気側ローラ６４−１を回転・摺動可能に支持するとともに、両端側が第一の吸気側ロッカアーム６０−１の吸気側一方支持部６６−１に形成した吸気側一方孔９４−１と吸気側他方支持部６８−１に形成した吸気側他方孔９６−１とに挿着され固定されている。よって、吸気側カムシャフト２８−１と一体の吸気側三次元カム４２−１は、軸方向移動（スライド）不可能であり、軸方向に固定され、そして、この吸気側三次元カム４２−１が回転すると、吸気側ローラ６４−１がこの吸気側三次元カム４２−１に接して吸気側ローラシャフト９２上で回転しつつ吸気側ロッカシャフト５４−１と共に吸気側ローラシャフト９２上で軸方向移動すると、第一の吸気側ロッカアーム６０−１が吸気側ローラシャフト９２を中心として揺動することで、無段階でバルブリフト量を可変するシステムとして、その作動の信頼性を向上することができるものである。
【００２８】
つまり、第二の吸気側ロッカアーム６２−１及び吸気側ローラ６４−１の軸方向変位（スライド）により、吸気側三次元カム４２−１と吸気側ローラ６４−１との接触位置が変化し、吸気側バルブ４４−１のバルブリフト量が連続的に変化する。このとき、吸気側三次元カム４２−１及び第二の吸気側ロッカアーム６２−１との接触面に吸気側ローラ６４−１を介したので、吸気側三次元カム４２−１に対するフリクションを低減することが可能となるものである。
【００２９】
なお、排気側バルブリフト量変更手段５６−２は、前記吸気側バルブリフト量変更手段５６−１と同様に構成されているので、ここでは、図１１、図１２において該当する部材にのみ符号を付して、その説明を省略する。
【００３０】
図１４に示す如く、吸気側ロッカシャフト５４−１には、エンジン後方Ｒ側の端部位に、エンジン２の運転条件に応じて該吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向に変位（スライド）させる吸気側ロッカシャフト駆動手段９８−１が設けられている。また、排気側ロッカシャフト５４−２には、エンジン後方Ｒ側の端部位に、エンジン２の運転条件に応じて該排気側ロッカシャフト５４−２を軸方向に変位（スライド）させる排気側ロッカシャフト駆動手段９８−２が設けられている。
【００３１】
図１４〜１６に示す如く、吸気側ロッカシャフト駆動手段９４−１は、エンジン後方Ｒ側の端部位の吸気側外周雄ねじ１００−１と、この吸気側外周雄ねじ１００−１に螺合された吸気側内周雌ねじ１０２−１を備えた吸気側回転体１０４−１と、この吸気側回転体１０４−１の外周面に突出した吸気側連絡ギヤ１０６−１に噛合する吸気側ピニオンギヤ１０８−１が備えられた吸気側モータ１１０−１とを有している。そして、この吸気側モータ１１０−１を駆動すると、吸気側ピニオンギヤ１０８−１と吸気側連絡ギヤ１０６−１とを介して吸気側回転体１０４−１を回転させることにより、吸気側ロッカシャフト５４−１が軸方向に変位（スライド）する。
【００３２】
なお、排気側ロッカシャフト駆動手段９８−２は、吸気側ロッカシャフト駆動手段９８−１と同様に構成されているので、ここでは、図１４〜１６において該当する部材にのみ符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】
また、エンジン後方Ｒ側のシャフト支持機構２６の第２カムシャフトハウジング３２に連設した後部ハウジング３８の後端面には、図１６に示す如く、後端面に吸気側モータ１１０−１及び排気側モータ１１０−２を取り付けたモータケース１１２が所定の固定手段（図示せず）によってリジット結合して設けられる。このモータケース１１２は、吸気側ロッカシャフト駆動手段９８−１及び排気側ロッカシャフト駆動手段９８−２の一部を収納している。また、このモータケース１１２の外周面の上部位には、吸気側カム角センサ１１４−１及び排気側カム角センサ１１４−２が固設されている。
【００３４】
次に、この第１実施例の作用を、エンジン２の吸気側のみを例として説明する。
【００３５】
可変動弁装置１０においては、エンジ２ンの運転状態に応じて吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向に変位（スライド）させると、この吸気側ロッカシャフト５４−１の軸方向への変位により、この吸気側ロッカシャフト５４−１に固定されている第二の吸気側ロッカアーム６２−１と共に吸気側ローラ６４−１が追従して軸方向に変位するが、吸気側カムシャフト２８−１と一体の吸気側三次元カム４２−１及び吸気側ロッカシャフト５４−１に摺動可能に設けられた第一の吸気側ロッカアーム６０−１が、軸方向に変位せず、連続可変リフトが実現される。
【００３６】
吸気側バルブリフト変更手段５６−１の作動について、図２〜図４に基づいて説明すると、図２においては、吸気側ローラ６４−１の中心６４Ｃが吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心（中立軸）４２Ｃに位置しており、そして、図３においては、吸気側ローラ６４−１の中心６４Ｃが吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心４２Ｃから吸気側カムシャフト５４−１のバルブリフトが行われない形状を備えた側に大きな移動量Ｌ１で位置してバルブリフトが零であり、一方、図４においては、吸気側ローラ６４−１の中心６４Ｃが吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心４２Ｃから最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状側へ前記移動量Ｍ１よりも小さな移動量Ｌ２で位置してバルブリフトが最大である。
【００３７】
つまり、図１７、図１８に示す如く、吸気側バルブ４４−１がリフトしない状態の場合に、吸気側カムシャフト２８−１の回転と共に吸気側三次元カム４２−１が回転しているが、吸気側ロッカシャフト駆動手段９４−１において、吸気側モータ１１０−１に駆動によって吸気側ピニオンギヤ１０８−１及び吸気側連絡ギヤ１０６−１を介して吸気側回転体１０４−１が回転し、この吸気側回転体１０４−１の吸気側内周雌ねじ１０２−１に螺合した吸気側ロッカシャフト５４−１の吸気側外周雄ねじ１００−１が吸気側回転体１０４−１の回転によってエンジン後方Ｒ側へ移動することで、吸気側ロッカシャフト５４−１がエンジン後方Ｒ側へ軸方向変位し、そして、この吸気側ロッカシャフト５４−１のエンジン後方Ｒ側への軸方向の変位によって第二の吸気側ロッカアーム６２−１及び吸気側ローラ６４−１が最右側に位置し、これにより、吸気側バルブ４４−１がリフトしない箇所の吸気側三次元カム４２−１の最小カムリフト部４２−１Ｒに吸気側ローラ６４−１が接し、吸気側バルブ４４−１が作動していない。
【００３８】
そして、図１９、図２０に示す如く、吸気側バルブ４４−１がフルリフト状態の場合には、吸気側カムシャフト２８−１の回転と共に吸気側三次元カム４２−１が回転しているが、吸気側ロッカシャフト駆動手段９８−１において、吸気側モータ１１０−１に駆動によって吸気側ピニオンギヤ１０８−１及び吸気側連絡ギヤ１０６−１を介して吸気側回転体１０４−１が回転し、この吸気側回転体１０４−１の吸気側内周雌ねじ１０２−１に螺合した吸気側ロッカシャフト５４−１の吸気側外周雄ねじ１００−１が吸気側回転体１０４−１の回転によってエンジン前方Ｆ側へ移動することで、吸気側ロッカシャフト５４−１がエンジン前方Ｆ側へ軸方向変位し、そして、この吸気側ロッカシャフト５４−１のエンジン前方Ｆ側への軸方向の変位によって第二の吸気側ロッカアーム６２−１及び吸気側ローラ６４−１が最左側に位置し、これにより、吸気側バルブ４４−１がフルリフト（最大リフト）する箇所の吸気側三次元カム４２−１の最大カムリフト部４２−１Ｆに吸気側ローラ６４−１が接し、吸気側バルブ４４−１が最大リフト状態となる。
【００３９】
一方、図２と同様に、吸気側ロッカシャフト５４−１の軸方向の変位（スライド）により、第二の吸気側ロッカアーム６２−１が吸気側三次元カム４２−１の中間部位に位置した場合には、吸気側バルブ４４−１の中間リフト状態が実現される。
【００４０】
このとき、第一の吸気側ロッカアーム６０−１において、吸気側一方支持部６６−１の幅Ｗ１＜吸気側他方支持部６８−１の幅Ｗ２、に設定し、また、吸気側ローラ６４−１においては、吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心（中立軸）４２Ｃからバルブリフトが行われない形状側への移動量Ｌ１＞吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心４２Ｃから最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状側への移動量Ｌ２、に設定していることにより、Ｍａ＜Ｍｂだったモーメントを、Ｍａ＝Ｍｂに近づけて、第一の吸気側ロッカアーム６０−１の必要剛性量の低下（荷重による変形量の低下）を図り、つまり、吸気側ロッカアーム５８−１の剛性が小さくても変形量を小さくし、また、第二の支持部である吸気側他方支持部６８−１への荷重のバランスを良くして、第一の吸気側ロッカアーム６０−１の吸気側他方支持部６８−１の潤滑性能の向上を図ることができる。
【００４１】
なお、エンジン２の排気側でも、吸気側と同様な作用をするので、ここでは、その説明を省略する。
【００４２】
この結果、エンジン２の吸気側についてのみ説明すると、吸気側バルブリフト量変更手段５６−１は、吸気側ロッカシャフト５４−１に回転自在に支持され且つ複数の吸気側バルブ４４−１と常時接している第一の吸気側ロッカアーム６０−１と、吸気側ロッカシャフト５４−１に固定され且つ吸気側三次元カム４２−１と接している吸気側ローラ６４−１を回転自在に支持している第二の吸気側ロッカアーム６２−１とから構成されていることから、バルブリフト量を変更するために、吸気側カムシャフト２８−１を軸方向に移動する代わりに、吸気側ロッカシャフト５４−１と、吸気側三次元カム４２−１との接触部位のみを支持した第二の吸気側ロッカアーム６２−１とが軸方向移動するように構成されているので、油圧装置やスプリング等の複雑な構成を不要とし、また、特別な機構を不要とし、既存の吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向に移動（スライド）させ、構成を簡単にして、バルブリフト量を変更するときの駆動力を少なくすることが可能となり、不要なエネルギ損失を減少し、適正な制御をして燃費を向上するとともに、動弁系の信頼性を向上し、また、吸気側三次元カム４２−１と接している吸気側ローラ６４−１を備えた第二の吸気側ロッカアーム６２−１を軸方向移動させるために、第二の吸気側ロッカアーム６２−１が固定されている吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向移動させるだけで、吸気側三次元カム４２−１との接触位置が変更できるので、各気筒毎に移動させるための専用の機構を別途に不要とし、構成を簡単にし、廉価とし、しかも、吸気側ローラ６４−１によって吸気側三次元カム４２−１とのフリクションを減少することができる。
【００４３】
また、吸気側バルブリフト量変更手段５６−１は、第一の吸気側ロッカアーム６０−１をＣ字状に形成し、このＣ字状の第一の吸気側ロッカアーム６０−１と吸気側ロッカシャフト５４−１とによって囲まれる吸気側アーム空間７２−１に第二の吸気側ロッカアーム６２−１を配設して構成されていることから、吸気側カム４２−１が１気筒当たり１つだけでよく、構成を簡単にし、また、第一の吸気側ロッカアーム６０−１がＹ字形状の場合に比べて、剛性が高く、且つ、コンパクトにすることが可能となる。
【００４４】
更に、第二の吸気側ロッカアーム６２−１は、吸気側ロッカシャフト５４−１に吸気側移動規制手段８４−１によって固定されていることから、特別な移動規制構造とすることなく、別部材で移動を規制することができ、構成を簡単にすることができる。
【００４５】
更にまた、第一の吸気側ロッカアーム６０−１は吸気側一方支持部６６−１と吸気側他方支持部６８−１とを有し、吸気側一方支持部６６−１の幅Ｗ１は吸気側他方支持部６８−１の幅Ｗ２よりも小さく形成され、吸気側一方支持部６６−１は吸気側カム４２−１のバルブリフトが行われない形状を備えた側に形成され、吸気側他方支持部６８−１は吸気側三次元カム４２−１の最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状を備えた側に形成され、吸気側ロッカシャフト５４−１と共に軸方向移動する吸気側ローラ６４−１においては、吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心４２Ｃからバルブリフトが行われない形状側への移動量Ｌ１が、吸気側三次元カム４２−１のカムプロフィールの軸方向中心４２Ｃから最もバルブリフト量が大きくすることが可能な形状側への移動量Ｌ２よりも大きく設定されたことから、吸気側ロッカアーム５８−１の必要とされている剛性を低く設定することができ、重量・形状・素材等で設計の自由度を高くすることができ、また、第二の吸気側ロッカアーム６２−１の吸気側他方支持部６８−１への荷重バランスがとれるようになり、吸気側他方支持部６８−１の潤滑性能を向上させることができる。
【実施例２】
【００４６】
図２１〜２３は、この発明の第２実施例を示すものである。
【００４７】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、第１実施例においては、吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向変位（スライド）させてバルブリフト量を調整しているが、吸気側ロッカシャフト５４−１と第二の吸気側ロッカアーム６２−１との摺動部位に、例えば、ねじ機構１５２やボール等のアームスライド手段１５４を設け、吸気側ロッカシャフト５４−１を回転することで、第二の吸気側ロッカアーム６２−１を軸方向変位（スライド）する構成とした。
【００４８】
この第２実施例の構成によれば、第二の吸気側ロッカアーム６２−１を軸方向変位を吸気側ロッカシャフト５４−１の回転量で行い、適正なバルブリフト量を決定することができ、また、吸気側ロッカシャフト５４−１を回転する構成なので、吸気側ロッカシャフト５４−１を軸方向移動する場合に比べて、スペースが小さくてよく、スペース上有利にするとともに、構成を簡単にすることができる。
【実施例３】
【００４９】
図２４は、この発明の特別構成であり、第３実施例を示すものである。
【００５０】
この第３実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、吸気側ローラ６４−１の外周面には、吸気側三次元カム４２−１の傾斜面４２Ｂに接する傾斜部６４Ｓを形成した。
【００５１】
この第３実施例の構成によれば、吸気側カム４２−１の傾斜面４２Ｂには吸気側ローラ６４−１の傾斜部６４Ｓが面接触することから、吸気側カム４２−１と吸気側ローラ６４−１との接触状態を確実なものとし、吸気側カム４２−１側からの動力の伝達性を良好にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
三次元カムの動きによってバルブのリフト量を変化する構造を、他の可変動弁装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施例において吸気側バルブリフト量変更手段の平面図である。
【図２】第１実施例において吸気側ローラが中立位置にある場合の吸気側バルブリフト量変更手段の平面図である。
【図３】第１実施例において吸気側ローラが零リフト位置にある場合の吸気側バルブリフト量変更手段の平面図である。
【図４】第１実施例において吸気側ローラが最大リフト位置にある場合の吸気側バルブリフト量変更手段の平面図である。
【図５】第１実施例において吸気側バルブリフト量変更手段の斜視図である。
【図６】第１実施例において図５の矢印ＶＩによる吸気側バルブリフト量変更手段の平面図である。
【図７】第１実施例において吸気側バルブリフト量変更手段の側面図である。
【図８】第１実施例において図７の矢印ＶＩＩＩによる吸気側バルブリフト量変更手段の右側面図である。
【図９】第１実施例において吸気側バルブリフト量変更手段及び排気側バルブリフト量変更手段の平面図である。
【図１０】第１実施例において図９の矢印Ｘによる吸気側バルブリフト量変更手段及び排気側バルブリフト量変更手段の右側面図である。
【図１１】第１実施例において図１３のＸＩ−ＸＩ線によるエンジンの断面図である。
【図１２】第１実施例において図１３のＸＩＩ−ＸＩＩ線によるエンジンの断面図である。
【図１３】第１実施例におけるエンジンの平面図である。
【図１４】第１実施例において図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線によるエンジンの断面図である。
【図１５】第１実施例における可変動弁装置の斜視図である。
【図１６】第１実施例におけるエンジンの斜視図である。
【図１７】第１実施例においてバルブリフト量が零で吸気側三次元カムの平坦面に吸気側ローラが接しているときの構成図である。
【図１８】第１実施例においてバルブリフト量が零で吸気側三次元カムの傾斜面の最小リフト部位に吸気側ローラが接しているときの構成図である。
【図１９】第１実施例においてバルブリフト量が最大で吸気側三次元カムの平坦面に吸気側ローラが接しているときの構成図である。
【図２０】第１実施例においてバルブリフト量が最大で吸気側三次元カムの傾斜面の最大リフト部に吸気側ローラが接しているときの構成図である。
【図２１】第２実施例において吸気側バルブリフト量変更手段の平面図である。
【図２２】第２実施例において図２１の矢印ＸＸＩＩによる吸気側バルブリフト量変更手段の右側面図である。
【図２３】第２実施例において図２１の吸気側バルブリフト量変更手段の断面図である。
【図２４】第３実施例における吸気側バルブリフト量変更手段の一部平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
２  エンジン
４  シリンダブロック
６  シリンダヘッド
８  シリンダヘッドカバー
１０  可変動弁装置
２６  シャフト支持機構
２８−１  吸気側カムシャフト
４２−１  吸気側三次元カム
４４−１  吸気側バルブ
５４−１  吸気側ロッカシャフト
５６−１  吸気側バルブリフト量変更手段
５８−１  吸気側ロッカアーム
６０−１  第一の吸気側ロッカアーム
６２−１  第二の吸気側ロッカアーム
６４−１  吸気側ローラ
９８−１  吸気側ロッカシャフト駆動手段
１１０−１  吸気側モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2005061341.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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